2022年全国新高考I卷数学卷流行病学考题商榷

发布于:2022/6/9 21:57:42   所属分类:高考备战学习资料库

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#流行病学##卫生统计学#基本概念



引 言




历年高考语文作文都是大家热议话题。但是,今年全国新高考Ⅰ卷数学卷的第20题(见下图),却在数学、流行病学、统计学等多个领域引起不小波澜——大学才会学到的统计学(严格来说是流行病学和卫生统计学)进入了高考,让人喜忧参半。

喜的是,体现了对统计学(或公共卫生)的重视(是否应该出现在数学卷中,不在本文讨论范围)。忧的是,短短十数行文字,出现若干科学性和规范性值得商榷。笔者按照该题行文顺序,详述其中值得推敲之处。






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考题再现

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01:“随机”一词用的过于随意


随机抽样,在统计学中具有核心地位,是为了保证手头所获的的样本能够代表目标总体。试问,病例对照研究中,是如何对病例和对照进行“随机”调查的?

病例-对照设计是流行病学研究中经典的研究设计之一,用于探索因素与结局间相关关系,关联关系,而非因果关系。对于大多数疾病来说,在总人群中,患有特定疾病的人数相对而言是少数。为了提高研究的效率,研究者通常根据纳入和排除标准先选择合适的病例,再配以合适的对照(可根据选择匹配,比例在1:4至4:1之间为宜)。

值得注意的是:疾病有个进展的过程,在研究入组过程中,可能有些病例尚未形成显著表象而被误纳为对照,对研究将产生影响。



02:根据出题人的文字表述,大概率是病例对照研究的假设。按病例对照研究的表格规范,病例组和对照组的数据应该按列列举,似乎更为合适(见《流行病学(第8版)》第87页)。





03:把统计学中的(1-检验水准)曲解为“把握”


可通过统计推断(假设检验或区间估计)给出患病和未患病这两个总体卫生习惯有无差异的推断。但是,需要在一定的检验水准下进行统计推断,给出结论。

若检验水准设为0.01,当假设检验P≤0.01时,可得出两个总体卫生习惯有差异的结论。然而,得出这样的结论有犯错误的风险。因为,即便患病和不患病两个人群中卫生习惯确实无差异,但在一次研究中,也可能因“机缘巧合”而获得“患病不患病人群卫生习惯有差异”的错误结论。不过,当检验水准设为0.01,这便意味着犯这一类错误的概率不超过0.01。当然,这不能曲解为“患有该地方病和不患有该病的人群中卫生习惯有差异”的“把握”就有99%。

举例说明:一名合格的银行柜员拿到假币,错误地认为是真币的可能性不超过1%。这不代表该柜员拿到了一批残缺不全的真币,且能够正确判断为真币的“把握”能达到99%。











04:“把握”和“把握度”


“把握”在汉语词典中是指“成功的根据或信心”,而“把握度”是统计学专业术语。从严谨角度来考虑的话,此处用“把握度”可能更合适。



05:“群体”和“总体”


“群体”泛指多个个体所组成的集合(英文对应于group),而“总体”是统计学专业术语,是指根据研究目的而确定的所有同质观察单位的全体(英文对应于population)。此处用“总体”可能更合适。



06:考点和题干不合


小题(2)题干的公式中,P(B|A) 是想表达:在卫生习惯不够良好的人群中,患有该疾病之比例(概率)。这样的条件概率表述,若用于前瞻性队列研究(先明确各人卫生习惯,后随访其未来是否患病),是合适的。而在病例对照设计背景之下,就不合适了。因为,P(B|A)会受到研究者所设计的病例组和对照组的样本量比例的影响。



07:因果关系表述不够严谨


小题(2)题干中“卫生习惯不够良好对患该病风险程度”表述具有因果关系上的误导性。该研究是病例对照研究,无法论证“卫生习惯”和“患有该病”之间孰因孰果。不排除,患有精神疾病后,健康习惯才变差了。



08:曲解优势比


小题(2)题干中,“与的比值”,是流行病学中的优势比(odds ratio,OR),此处的OR适合于前瞻性研究。OR是odds之比,不能表示“风险程度”。另外,统计量的命名过于随意。



09:考点和题干无关,或许严重超纲


对于小题(2),只要各概率不等于0,该等式均成立,与题干无关。



10:符号指代不明


a, b, c, d, n分别指代哪个格子里的数字,需要交代。



11:符号体系和有些混乱


卡方检验统计量的符号是χ2(希腊字母Chi,不是英文字母x),不是K。为了方便高中教学,似乎也是合适的。卡方统计量以及界值表中,可标注自由度(v,希腊字母nu)。严谨一点更好。



作为高考题,理应严谨。把流行病学、统计学、概率论放在高考数学卷中,或许超纲了。








参考书:
  1. 陆守曾,陈峰.医学统计学(第4版)[M].北京:中国统计出版社,2022.
  2. 詹思延.流行病学(第8版)[M].北京:人民卫生出版社,2017.




写作:王湘,张汝阳,魏永越*

审阅:陈 峰

排版:李 颖

*email: weiyongyue@126.com



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